[发明专利]一种带约束条件的拓扑图最优路径算法

说明书

本发明公开了一种带约束条件的拓扑图最优路径算法，包括将电信设备生成拓扑节点、光纤连接生成拓扑链路，组成拓扑矩阵；选择源、宿拓扑节点；按约束条件建立必经拓扑节点和拓扑链路列表，并将必经拓扑链路转化为必经拓扑节点加到必经拓扑节点列表中；按约束条件建立避开拓扑节点和拓扑链路列表，并更新拓扑矩阵；设置当前寻路的起始和终结拓扑节点为Nt和Ne；当Nt连接拓扑链路L<t，e>，将Nt、Ne和L<t，e>加入整体路径，否则寻找Nt、Ne间最优路径加入整体路径中；如果Ne为宿拓扑节点则结束，否则据Nt、Ne间最优路径更新拓扑矩阵，开始下一次迭代。本发明实现了在约束条件下寻找最优路径，并通过改进Dijkstra算法，提高在源拓扑节点度数大时的寻路效率。

技术领域

本发明涉及拓扑图最优路径算法，具体涉及一种带约束条件的拓扑图最优路径算法。

背景技术

在电信传输网中，电信设备为网络的通信节点，光纤连接两台电信设备为通信通道，许多电信设备连接起来组成了整个通信网络。

在工程上，配置电信传输网电路时，需要寻找到从一台电信设备经过指定的电信设备和光纤到另一台电信设备的最优路径。为了方便解决问题，将电信传输网抽象成拓扑图的形式，电信设备作为拓扑节点，光纤作为拓扑链路；这样问题就转变为如何在拓扑图中寻找从源拓扑节点到宿拓扑节点的最优路径，并且满足指定的约束条件。

目前，在拓扑图中寻找两拓扑节点间最优路径的确定性算法是Dijkstra算法，但是该算法存在一下不足：

(1)无法指定最优路径的约束条件，即无法指定最优路径必经的拓扑节点和拓扑链路，也无法指定最优路径避开的拓扑节点和拓扑链路；

(2)无法保证最优路径不重复经过某一拓扑节点或拓扑链路；

(3)定义拓扑节点的度数为拓扑节点连接的拓扑链路的数目，当源拓扑节点的度数较大时，寻找最优路径的时间显著增加，无法满足工程应用对时间的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在指定约束条件下，寻找源、宿拓扑节点间的最优路径的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种带约束条件的拓扑图最优路径算法，包括以下步骤：

步骤S10、将电信传输网中所有电信设备抽象生成拓扑节点，电信设备间的所有光纤连接抽象生成拓扑链路，组成拓扑矩阵；

步骤S20、选择源拓扑节点Ns和宿拓扑节点Nd；

步骤S30、选择路径必须经过的拓扑节点和拓扑链路，按预设顺序建立必经拓扑节点列表和必经拓扑链路列表，并将必经拓扑链路转化为必经拓扑节点，顺序添加到必经拓扑节点列表中；

步骤S40、建立避开拓扑节点列表和避开拓扑链路列表，并更新拓扑矩阵；

步骤S50、设置当前寻路的起始拓扑节点和终结拓扑节点分别为必经拓扑节点Nt和Ne，并判定必经拓扑节点Nt是否连接必经拓扑链路L&lt;t，e&gt;，如果是，执行步骤S60；否则，执行步骤S70；

步骤S60、将必经拓扑节点Nt、Ne和必经链路L&lt;t，e&gt;加入到整体路径中，执行步骤S80；

步骤S70、在必经拓扑节点Nt、Ne间寻找最优路径，加入到整体路径中，执行步骤S80；

步骤S80、判断当前终结拓扑节点Ne是否为宿拓扑节点Nd，如果是，则结束程序；否则，执行步骤S90；

步骤S90、将必经拓扑节点Nt、Ne间最优路径中的拓扑节点设置为避开的拓扑节点，将必经拓扑节点Nt、Ne间的最优路径中的拓扑链路设置为避开的拓扑链路，然后执行步骤S40。